4000T熱模鍛壓力機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)

魏佳+劉雪蓮

【摘 要】 熱模鍛壓力機(jī)廣泛應(yīng)用于汽車、農(nóng)業(yè)機(jī)械、車輛、閥門、工程機(jī)械、軸承和國(guó)防，航空工業(yè)等領(lǐng)域，是進(jìn)行大批量、高精度模鍛件生產(chǎn)的首選設(shè)備。我們采用西門子可編程控制器以及人機(jī)界面HMI相結(jié)合的自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)理念，并針對(duì)熱模鍛壓力機(jī)的控制特點(diǎn)，采用了獨(dú)特的設(shè)計(jì)方案，應(yīng)用于山東濰柴4000T熱模鍛壓力機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】 熱模鍛壓力機(jī) 西門子PLC 人機(jī)界面HMI 變頻器ACS800

熱模鍛壓力機(jī)是借助模具實(shí)現(xiàn)金屬毛坯熱成形的鍛造設(shè)備。和模鍛錘相比，熱模鍛壓力機(jī)由于鍛造出的鍛件精度高、材料利用率高、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、對(duì)工人的操作技術(shù)水平要求低、噪聲和振動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，因而在現(xiàn)代鍛壓生產(chǎn)中的應(yīng)用日趨廣泛，特別是在大批和大量生產(chǎn)條件下，已逐步取代模鍛錘，成為模鍛件生產(chǎn)的主要設(shè)備。

1 結(jié)構(gòu)組成及工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)組成

本機(jī)是由主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)、主傳動(dòng)、離合器和制動(dòng)器、機(jī)身、氣動(dòng)和電氣控制系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、輔助機(jī)構(gòu)等組成。（見(jiàn)圖1所示）

1.2 工作原理

熱模鍛壓力機(jī)系曲柄壓力機(jī)，其工作原理和通用曲柄壓力機(jī)一樣，是通過(guò)不同形式的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)把主傳動(dòng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并借助于固定在機(jī)身工作臺(tái)和滑塊上的上、下模具實(shí)現(xiàn)加熱金屬的成形。在模鍛過(guò)程中所需的模鍛力是通過(guò)壓力機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速降低所釋放的能量產(chǎn)生的。

2 電氣控制系統(tǒng)

2.1 電氣控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

本設(shè)備共有控制柜3臺(tái)，其中交流變頻控制柜1臺(tái)，低壓電氣控制柜1臺(tái)，PLC控制柜1臺(tái)。操作盒1個(gè)，腳踏開(kāi)關(guān)2個(gè)，接線箱3個(gè)。其中PLC控制柜為壓力機(jī)控制系統(tǒng)的核心，采用西門子S7-300系列PLC程序控制，壓力機(jī)行程的工作方式設(shè)有一次行程、調(diào)整行程和連續(xù)行程，操作方式設(shè)有后踏、手動(dòng)、雙踏和前踏四中工作方式，集中潤(rùn)滑、潤(rùn)滑自動(dòng)監(jiān)控，具有噸位顯示功能；采用了人機(jī)界面MP177觸摸屏，在觸摸屏上具有工作量記錄、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)顯示、曲軸轉(zhuǎn)角顯示、故障顯示等，還具有軸溫監(jiān)測(cè)、打印、極限設(shè)置及報(bào)警等功能。操作工可以根據(jù)觸摸屏上的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和對(duì)各種故障信息顯示，準(zhǔn)確地找到故障位置，使設(shè)備維護(hù)非常便捷。

2.2 交流變頻系統(tǒng)

由于主電機(jī)容量較大，為使電機(jī)啟動(dòng)平滑，在額定負(fù)載下要求滑差率為0.1左右，應(yīng)用戶要求，采用ABB公司生產(chǎn)的ACS800變頻器控制。

2.3 PLC控制系統(tǒng)

可編程序控制器S7-300是模塊化中型PLC系統(tǒng)，它能滿足中、小規(guī)模的控制要求。模塊化，無(wú)排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，易于實(shí)現(xiàn)分布式的配置、以及用戶易于掌握等特點(diǎn)，使得S7-300在多種工業(yè)行業(yè)中實(shí)施各種控制任務(wù)時(shí)，成為一種既經(jīng)濟(jì)又切合實(shí)際的解決方案。使用STEP 7軟件就可對(duì)S7-300進(jìn)行編程。

S7-300主要控制主電機(jī)、工作臺(tái)調(diào)整電機(jī)、多點(diǎn)潤(rùn)滑泵、電動(dòng)潤(rùn)滑泵、離合器、制動(dòng)器、以及各種電磁閥等。應(yīng)用控制程序主要由系統(tǒng)運(yùn)行程序、潤(rùn)滑程序（包括干油和稀油）、故障處理程序組成。

2.4 PLC系統(tǒng)硬件組成

熱模鍛壓力機(jī)的PLC系統(tǒng)硬件組成：

系統(tǒng)配置

PS 307 電源模塊 5A 1塊（6ES7307-1EA00-0AA0）

CPU 314中央處理器 1塊 （6ES7314-1AF10-0AB0）

數(shù)字量輸入模板 3塊 （6ES7 321-1BH02-0AA0）

1塊 （6ES7321-1BL00-0AA0）

數(shù)字量輸出模板 2塊 （6ES7322-1BH01-0AA0）

并配有觸摸屏 MP177-6 （6AV66420AA110AX0）

3 結(jié)語(yǔ)

由于4000T熱模鍛壓力機(jī)自動(dòng)化控制采用了先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，運(yùn)用了高科技的自動(dòng)化產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、運(yùn)行和使用，獲得了山東濰柴用戶的認(rèn)可。目前我們已將PLC可編程控制器與人機(jī)界面HMI相結(jié)合的自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)，成功的運(yùn)用在我們公司各類產(chǎn)品的自動(dòng)化控制之中。

參考文獻(xiàn)：

[1]S7-300可編程序控制器.西門子（中國(guó)）有限公司，自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán).

[2]SIMATIC STEP7 V5.4編程.西門子（中國(guó)）有限公司，自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán).

[3]熱模鍛壓力機(jī).機(jī)械工業(yè)出版社.endprint

【摘 要】 熱模鍛壓力機(jī)廣泛應(yīng)用于汽車、農(nóng)業(yè)機(jī)械、車輛、閥門、工程機(jī)械、軸承和國(guó)防，航空工業(yè)等領(lǐng)域，是進(jìn)行大批量、高精度模鍛件生產(chǎn)的首選設(shè)備。我們采用西門子可編程控制器以及人機(jī)界面HMI相結(jié)合的自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)理念，并針對(duì)熱模鍛壓力機(jī)的控制特點(diǎn)，采用了獨(dú)特的設(shè)計(jì)方案，應(yīng)用于山東濰柴4000T熱模鍛壓力機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】 熱模鍛壓力機(jī) 西門子PLC 人機(jī)界面HMI 變頻器ACS800

熱模鍛壓力機(jī)是借助模具實(shí)現(xiàn)金屬毛坯熱成形的鍛造設(shè)備。和模鍛錘相比，熱模鍛壓力機(jī)由于鍛造出的鍛件精度高、材料利用率高、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、對(duì)工人的操作技術(shù)水平要求低、噪聲和振動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，因而在現(xiàn)代鍛壓生產(chǎn)中的應(yīng)用日趨廣泛，特別是在大批和大量生產(chǎn)條件下，已逐步取代模鍛錘，成為模鍛件生產(chǎn)的主要設(shè)備。

1 結(jié)構(gòu)組成及工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)組成

本機(jī)是由主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)、主傳動(dòng)、離合器和制動(dòng)器、機(jī)身、氣動(dòng)和電氣控制系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、輔助機(jī)構(gòu)等組成。（見(jiàn)圖1所示）

1.2 工作原理

熱模鍛壓力機(jī)系曲柄壓力機(jī)，其工作原理和通用曲柄壓力機(jī)一樣，是通過(guò)不同形式的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)把主傳動(dòng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并借助于固定在機(jī)身工作臺(tái)和滑塊上的上、下模具實(shí)現(xiàn)加熱金屬的成形。在模鍛過(guò)程中所需的模鍛力是通過(guò)壓力機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速降低所釋放的能量產(chǎn)生的。

2 電氣控制系統(tǒng)

2.1 電氣控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

本設(shè)備共有控制柜3臺(tái)，其中交流變頻控制柜1臺(tái)，低壓電氣控制柜1臺(tái)，PLC控制柜1臺(tái)。操作盒1個(gè)，腳踏開(kāi)關(guān)2個(gè)，接線箱3個(gè)。其中PLC控制柜為壓力機(jī)控制系統(tǒng)的核心，采用西門子S7-300系列PLC程序控制，壓力機(jī)行程的工作方式設(shè)有一次行程、調(diào)整行程和連續(xù)行程，操作方式設(shè)有后踏、手動(dòng)、雙踏和前踏四中工作方式，集中潤(rùn)滑、潤(rùn)滑自動(dòng)監(jiān)控，具有噸位顯示功能；采用了人機(jī)界面MP177觸摸屏，在觸摸屏上具有工作量記錄、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)顯示、曲軸轉(zhuǎn)角顯示、故障顯示等，還具有軸溫監(jiān)測(cè)、打印、極限設(shè)置及報(bào)警等功能。操作工可以根據(jù)觸摸屏上的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和對(duì)各種故障信息顯示，準(zhǔn)確地找到故障位置，使設(shè)備維護(hù)非常便捷。

2.2 交流變頻系統(tǒng)

由于主電機(jī)容量較大，為使電機(jī)啟動(dòng)平滑，在額定負(fù)載下要求滑差率為0.1左右，應(yīng)用戶要求，采用ABB公司生產(chǎn)的ACS800變頻器控制。

2.3 PLC控制系統(tǒng)

可編程序控制器S7-300是模塊化中型PLC系統(tǒng)，它能滿足中、小規(guī)模的控制要求。模塊化，無(wú)排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，易于實(shí)現(xiàn)分布式的配置、以及用戶易于掌握等特點(diǎn)，使得S7-300在多種工業(yè)行業(yè)中實(shí)施各種控制任務(wù)時(shí)，成為一種既經(jīng)濟(jì)又切合實(shí)際的解決方案。使用STEP 7軟件就可對(duì)S7-300進(jìn)行編程。

S7-300主要控制主電機(jī)、工作臺(tái)調(diào)整電機(jī)、多點(diǎn)潤(rùn)滑泵、電動(dòng)潤(rùn)滑泵、離合器、制動(dòng)器、以及各種電磁閥等。應(yīng)用控制程序主要由系統(tǒng)運(yùn)行程序、潤(rùn)滑程序（包括干油和稀油）、故障處理程序組成。

2.4 PLC系統(tǒng)硬件組成

熱模鍛壓力機(jī)的PLC系統(tǒng)硬件組成：

系統(tǒng)配置

PS 307 電源模塊 5A 1塊（6ES7307-1EA00-0AA0）

CPU 314中央處理器 1塊 （6ES7314-1AF10-0AB0）

數(shù)字量輸入模板 3塊 （6ES7 321-1BH02-0AA0）

1塊 （6ES7321-1BL00-0AA0）

數(shù)字量輸出模板 2塊 （6ES7322-1BH01-0AA0）

并配有觸摸屏 MP177-6 （6AV66420AA110AX0）

3 結(jié)語(yǔ)

由于4000T熱模鍛壓力機(jī)自動(dòng)化控制采用了先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，運(yùn)用了高科技的自動(dòng)化產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、運(yùn)行和使用，獲得了山東濰柴用戶的認(rèn)可。目前我們已將PLC可編程控制器與人機(jī)界面HMI相結(jié)合的自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)，成功的運(yùn)用在我們公司各類產(chǎn)品的自動(dòng)化控制之中。

參考文獻(xiàn)：

[1]S7-300可編程序控制器.西門子（中國(guó)）有限公司，自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán).

[2]SIMATIC STEP7 V5.4編程.西門子（中國(guó)）有限公司，自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán).

[3]熱模鍛壓力機(jī).機(jī)械工業(yè)出版社.endprint

【摘 要】 熱模鍛壓力機(jī)廣泛應(yīng)用于汽車、農(nóng)業(yè)機(jī)械、車輛、閥門、工程機(jī)械、軸承和國(guó)防，航空工業(yè)等領(lǐng)域，是進(jìn)行大批量、高精度模鍛件生產(chǎn)的首選設(shè)備。我們采用西門子可編程控制器以及人機(jī)界面HMI相結(jié)合的自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)理念，并針對(duì)熱模鍛壓力機(jī)的控制特點(diǎn)，采用了獨(dú)特的設(shè)計(jì)方案，應(yīng)用于山東濰柴4000T熱模鍛壓力機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】 熱模鍛壓力機(jī) 西門子PLC 人機(jī)界面HMI 變頻器ACS800

熱模鍛壓力機(jī)是借助模具實(shí)現(xiàn)金屬毛坯熱成形的鍛造設(shè)備。和模鍛錘相比，熱模鍛壓力機(jī)由于鍛造出的鍛件精度高、材料利用率高、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、對(duì)工人的操作技術(shù)水平要求低、噪聲和振動(dòng)小等優(yōu)點(diǎn)，因而在現(xiàn)代鍛壓生產(chǎn)中的應(yīng)用日趨廣泛，特別是在大批和大量生產(chǎn)條件下，已逐步取代模鍛錘，成為模鍛件生產(chǎn)的主要設(shè)備。

1 結(jié)構(gòu)組成及工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)組成

本機(jī)是由主要執(zhí)行機(jī)構(gòu)、主傳動(dòng)、離合器和制動(dòng)器、機(jī)身、氣動(dòng)和電氣控制系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、輔助機(jī)構(gòu)等組成。（見(jiàn)圖1所示）

1.2 工作原理

熱模鍛壓力機(jī)系曲柄壓力機(jī)，其工作原理和通用曲柄壓力機(jī)一樣，是通過(guò)不同形式的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)把主傳動(dòng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑝K的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并借助于固定在機(jī)身工作臺(tái)和滑塊上的上、下模具實(shí)現(xiàn)加熱金屬的成形。在模鍛過(guò)程中所需的模鍛力是通過(guò)壓力機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速降低所釋放的能量產(chǎn)生的。

2 電氣控制系統(tǒng)

2.1 電氣控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介

本設(shè)備共有控制柜3臺(tái)，其中交流變頻控制柜1臺(tái)，低壓電氣控制柜1臺(tái)，PLC控制柜1臺(tái)。操作盒1個(gè)，腳踏開(kāi)關(guān)2個(gè)，接線箱3個(gè)。其中PLC控制柜為壓力機(jī)控制系統(tǒng)的核心，采用西門子S7-300系列PLC程序控制，壓力機(jī)行程的工作方式設(shè)有一次行程、調(diào)整行程和連續(xù)行程，操作方式設(shè)有后踏、手動(dòng)、雙踏和前踏四中工作方式，集中潤(rùn)滑、潤(rùn)滑自動(dòng)監(jiān)控，具有噸位顯示功能；采用了人機(jī)界面MP177觸摸屏，在觸摸屏上具有工作量記錄、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)顯示、曲軸轉(zhuǎn)角顯示、故障顯示等，還具有軸溫監(jiān)測(cè)、打印、極限設(shè)置及報(bào)警等功能。操作工可以根據(jù)觸摸屏上的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和對(duì)各種故障信息顯示，準(zhǔn)確地找到故障位置，使設(shè)備維護(hù)非常便捷。

2.2 交流變頻系統(tǒng)

由于主電機(jī)容量較大，為使電機(jī)啟動(dòng)平滑，在額定負(fù)載下要求滑差率為0.1左右，應(yīng)用戶要求，采用ABB公司生產(chǎn)的ACS800變頻器控制。

2.3 PLC控制系統(tǒng)

可編程序控制器S7-300是模塊化中型PLC系統(tǒng)，它能滿足中、小規(guī)模的控制要求。模塊化，無(wú)排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，易于實(shí)現(xiàn)分布式的配置、以及用戶易于掌握等特點(diǎn)，使得S7-300在多種工業(yè)行業(yè)中實(shí)施各種控制任務(wù)時(shí)，成為一種既經(jīng)濟(jì)又切合實(shí)際的解決方案。使用STEP 7軟件就可對(duì)S7-300進(jìn)行編程。

S7-300主要控制主電機(jī)、工作臺(tái)調(diào)整電機(jī)、多點(diǎn)潤(rùn)滑泵、電動(dòng)潤(rùn)滑泵、離合器、制動(dòng)器、以及各種電磁閥等。應(yīng)用控制程序主要由系統(tǒng)運(yùn)行程序、潤(rùn)滑程序（包括干油和稀油）、故障處理程序組成。

2.4 PLC系統(tǒng)硬件組成

熱模鍛壓力機(jī)的PLC系統(tǒng)硬件組成：

系統(tǒng)配置

PS 307 電源模塊 5A 1塊（6ES7307-1EA00-0AA0）

CPU 314中央處理器 1塊 （6ES7314-1AF10-0AB0）

數(shù)字量輸入模板 3塊 （6ES7 321-1BH02-0AA0）

1塊 （6ES7321-1BL00-0AA0）

數(shù)字量輸出模板 2塊 （6ES7322-1BH01-0AA0）

并配有觸摸屏 MP177-6 （6AV66420AA110AX0）

3 結(jié)語(yǔ)

由于4000T熱模鍛壓力機(jī)自動(dòng)化控制采用了先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念，運(yùn)用了高科技的自動(dòng)化產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、運(yùn)行和使用，獲得了山東濰柴用戶的認(rèn)可。目前我們已將PLC可編程控制器與人機(jī)界面HMI相結(jié)合的自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)，成功的運(yùn)用在我們公司各類產(chǎn)品的自動(dòng)化控制之中。

參考文獻(xiàn)：

[1]S7-300可編程序控制器.西門子（中國(guó)）有限公司，自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán).

[2]SIMATIC STEP7 V5.4編程.西門子（中國(guó)）有限公司，自動(dòng)化與驅(qū)動(dòng)集團(tuán).

[3]熱模鍛壓力機(jī).機(jī)械工業(yè)出版社.endprint